大學(xué)工程材料課件第五章金屬的塑性變形與再結(jié)晶

1、材料科學(xué)與工程學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院Engineering Materials第五章金屬的塑性變形與再結(jié)晶第五章金屬的塑性變形與再結(jié)晶兩個(gè)方面的問(wèn)題兩個(gè)方面的問(wèn)題l 塑性變形塑性變形 各種壓力加工，如軋制、鍛造、擠壓、拉拔、沖壓等，均能使金屬發(fā)生各種壓力加工，如軋制、鍛造、擠壓、拉拔、沖壓等，均能使金屬發(fā)生塑性變形。塑性變形。一般來(lái)說(shuō)，金屬在常溫下發(fā)生的塑性變形是冷塑性變形。一般來(lái)說(shuō)，金屬在常溫下發(fā)生的塑性變形是冷塑性變形。金屬發(fā)生冷塑性變形后，其內(nèi)部組織、結(jié)構(gòu)和性能均將發(fā)生變化，宏觀金屬發(fā)生冷塑性變形后，其內(nèi)部組織、結(jié)構(gòu)和性能均將發(fā)生變化，宏觀性能表現(xiàn)為強(qiáng)度和硬度、電阻率升高，塑性和韌性、耐

2、腐蝕性降低。性能表現(xiàn)為強(qiáng)度和硬度、電阻率升高，塑性和韌性、耐腐蝕性降低。l 回復(fù)與再結(jié)晶回復(fù)與再結(jié)晶經(jīng)過(guò)冷塑性變形的金屬被重新加熱后，其內(nèi)部組織、結(jié)構(gòu)和性能又將發(fā)經(jīng)過(guò)冷塑性變形的金屬被重新加熱后，其內(nèi)部組織、結(jié)構(gòu)和性能又將發(fā)生變化，宏觀性能表現(xiàn)為強(qiáng)度和硬度降低，塑性和韌性升高。生變化，宏觀性能表現(xiàn)為強(qiáng)度和硬度降低，塑性和韌性升高。未變形未變形滑移滑移 孿生孿生 5.15.1金屬的塑性變形金屬的塑性變形一、單晶體金屬的塑性變形一、單晶體金屬的塑性變形滑移滑移：在切應(yīng)力作用在切應(yīng)力作用下，晶體的一部分沿一下，晶體的一部分沿一定的晶面和晶向相對(duì)于定的晶面和晶向相對(duì)于另一部分發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)另一部分發(fā)生相

3、對(duì)滑動(dòng)位移的現(xiàn)象。位移的現(xiàn)象。孿生孿生：在切應(yīng)力作用在切應(yīng)力作用下，晶體的一部分沿一下，晶體的一部分沿一定的晶面和晶向相對(duì)于定的晶面和晶向相對(duì)于另一部分發(fā)生對(duì)稱切變另一部分發(fā)生對(duì)稱切變的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。兩種方式：兩種方式：1 1、滑移變形的特點(diǎn)、滑移變形的特點(diǎn)滑移只能在切應(yīng)力的作用下發(fā)生滑移只能在切應(yīng)力的作用下發(fā)生產(chǎn)生滑移所需的最小切應(yīng)力稱為臨界切應(yīng)力。產(chǎn)生滑移所需的最小切應(yīng)力稱為臨界切應(yīng)力。5.15.1金屬的塑性變形金屬的塑性變形鋅單晶體拉伸試驗(yàn)示意圖鋅單晶體拉伸試驗(yàn)示意圖重要現(xiàn)象：重要現(xiàn)象：當(dāng)外力與滑移所發(fā)生的晶當(dāng)外力與滑移所發(fā)生的晶面之間呈面之間呈4545 時(shí)，臨界切應(yīng)力時(shí)，臨界切應(yīng)力最小

4、，即當(dāng)單晶體在外力作用最小，即當(dāng)單晶體在外力作用下，呈下，呈4545 角的晶面最容易產(chǎn)角的晶面最容易產(chǎn)生滑移。生滑移?；蒲卦用芏茸畲蟮木婧驮用芏茸畲蟮木虬l(fā)生滑移沿原子密度最大的晶面和原子密度最大的晶向發(fā)生滑移面滑移面滑移方向滑移方向滑移系滑移系體心立方晶格（體心立方晶格（bcc)面心立方晶格面心立方晶格(fcc)密排六方晶格密排六方晶格(hcp)1101115.15.1金屬的塑性變形金屬的塑性變形重要結(jié)論：重要結(jié)論：滑移系越多，則金屬發(fā)生滑移的可能性越大，該金屬的塑性也越好。滑移系越多，則金屬發(fā)生滑移的可能性越大，該金屬的塑性也越好?；频慕Y(jié)果會(huì)在金屬表面造成臺(tái)階?；频慕Y(jié)果會(huì)在金屬

5、表面造成臺(tái)階。5.15.1金屬的塑性變形金屬的塑性變形滑移時(shí)兩部分晶體的相對(duì)位移是原子間距的整數(shù)倍滑移時(shí)兩部分晶體的相對(duì)位移是原子間距的整數(shù)倍滑移帶和滑移線滑移帶和滑移線滑移的同時(shí)伴隨著晶體的轉(zhuǎn)動(dòng)滑移的同時(shí)伴隨著晶體的轉(zhuǎn)動(dòng)單晶體拉伸變形過(guò)程單晶體拉伸變形過(guò)程a)原試樣；原試樣；b)自由滑移變形；自由滑移變形；c)受夾頭限制時(shí)的變形受夾頭限制時(shí)的變形5.15.1金屬的塑性變形金屬的塑性變形2 2、滑移的機(jī)理、滑移的機(jī)理 滑移是通過(guò)位錯(cuò)在滑移面上的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的?；剖峭ㄟ^(guò)位錯(cuò)在滑移面上的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的。 當(dāng)位錯(cuò)線掃過(guò)滑移面到達(dá)金屬表面時(shí)，便產(chǎn)生一個(gè)原子間距的滑移量，當(dāng)位錯(cuò)線掃過(guò)滑移面到達(dá)金屬表面時(shí)，便產(chǎn)

6、生一個(gè)原子間距的滑移量，同一滑移面上若有大量位錯(cuò)移出，則會(huì)在金屬表面形成一條滑移線。同一滑移面上若有大量位錯(cuò)移出，則會(huì)在金屬表面形成一條滑移線。重要結(jié)論：重要結(jié)論： 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)越困難，則金屬的強(qiáng)度越高；反之則強(qiáng)度越低，塑性越好。位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)越困難，則金屬的強(qiáng)度越高；反之則強(qiáng)度越低，塑性越好。5.15.1金屬的塑性變形金屬的塑性變形晶體通過(guò)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)而造成滑移晶體通過(guò)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)而造成滑移 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng).swf 位錯(cuò)位錯(cuò)3D運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng).swf5.15.1金屬的塑性變形金屬的塑性變形二、多晶體金屬的塑性變形二、多晶體金屬的塑性變形多晶體金屬發(fā)生塑性變形的方式仍然是滑移或?qū)\生。多晶體金屬發(fā)生塑性變形的方式仍然

7、是滑移或?qū)\生。（一）晶界和晶粒位向?qū)Χ嗑w塑性變形的影響（一）晶界和晶粒位向?qū)Χ嗑w塑性變形的影響晶界的存在和每個(gè)晶粒間存在的位向差將導(dǎo)致強(qiáng)度和硬度提高。晶界的存在和每個(gè)晶粒間存在的位向差將導(dǎo)致強(qiáng)度和硬度提高。 （原子紊亂）（易變形位向不同）（原子紊亂）（易變形位向不同）位錯(cuò)的塞積位錯(cuò)的塞積5.15.1金屬的塑性變形金屬的塑性變形（二）晶粒大小對(duì)多晶體金屬力學(xué)性能的影響（二）晶粒大小對(duì)多晶體金屬力學(xué)性能的影響1 1、對(duì)硬度和強(qiáng)度的影響、對(duì)硬度和強(qiáng)度的影響晶粒越小，則晶界越多，金屬的強(qiáng)度和硬度越高；晶粒越小，則晶粒晶粒越小，則晶界越多，金屬的強(qiáng)度和硬度越高；晶粒越小，則晶粒越多，位向差越顯著，每

8、個(gè)晶粒變形時(shí)受到的約束也越大，金屬的強(qiáng)度和越多，位向差越顯著，每個(gè)晶粒變形時(shí)受到的約束也越大，金屬的強(qiáng)度和硬度越高。硬度越高。因此，多晶體金屬的晶粒越細(xì)小，則強(qiáng)度和硬度越高。因此，多晶體金屬的晶粒越細(xì)小，則強(qiáng)度和硬度越高。2 2、對(duì)塑性和韌性的影響、對(duì)塑性和韌性的影響晶粒越小，則晶粒越多，同時(shí)參與變形的晶粒也越多，變形越均勻，晶粒越小，則晶粒越多，同時(shí)參與變形的晶粒也越多，變形越均勻，不易造成局部應(yīng)力集中，可推遲裂紋的形成和擴(kuò)展，使金屬能夠發(fā)生很大不易造成局部應(yīng)力集中，可推遲裂紋的形成和擴(kuò)展，使金屬能夠發(fā)生很大的塑性變形而不斷裂。同時(shí)，要使金屬斷裂則需要更大的能量。的塑性變形而不斷裂。同時(shí)，要

9、使金屬斷裂則需要更大的能量。因此，多晶體金屬的晶粒越細(xì)小，則塑性和韌性越好。因此，多晶體金屬的晶粒越細(xì)小，則塑性和韌性越好。 細(xì)晶強(qiáng)化：細(xì)晶強(qiáng)化：通過(guò)細(xì)化多晶體金屬的晶粒，以同時(shí)提高金屬的強(qiáng)度和硬度、塑性和通過(guò)細(xì)化多晶體金屬的晶粒，以同時(shí)提高金屬的強(qiáng)度和硬度、塑性和韌性的方法。韌性的方法。5.15.1金屬的塑性變形金屬的塑性變形三、合金的塑性變形三、合金的塑性變形（一）單相固溶體合金的塑性變形（一）單相固溶體合金的塑性變形固溶體中存在溶質(zhì)原子，造成晶格畸變，從而對(duì)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)有阻礙固溶體中存在溶質(zhì)原子，造成晶格畸變，從而對(duì)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)有阻礙作用，使合金的強(qiáng)度和硬度升高。作用，使合金的強(qiáng)度和硬度升高

10、。溶質(zhì)原子在位錯(cuò)線上的偏聚，會(huì)對(duì)位錯(cuò)起溶質(zhì)原子在位錯(cuò)線上的偏聚，會(huì)對(duì)位錯(cuò)起“釘扎釘扎”作用，使位錯(cuò)運(yùn)作用，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)困難，也使合金的強(qiáng)度和硬度升高。動(dòng)困難，也使合金的強(qiáng)度和硬度升高。 固溶強(qiáng)化：固溶強(qiáng)化：通過(guò)在金屬中溶入某種溶質(zhì)元素，從而形成固溶體而使合金的強(qiáng)度通過(guò)在金屬中溶入某種溶質(zhì)元素，從而形成固溶體而使合金的強(qiáng)度和硬度提高的方法。和硬度提高的方法。5.15.1金屬的塑性變形金屬的塑性變形（二）多相合金的塑性變形（二）多相合金的塑性變形多相合金的組織中通常有兩類不同的相，一是連續(xù)分布的基體相，多相合金的組織中通常有兩類不同的相，一是連續(xù)分布的基體相，二是以一定的形狀和數(shù)量分布在基體相中的分

11、散相（又稱為第二相）。二是以一定的形狀和數(shù)量分布在基體相中的分散相（又稱為第二相）。分散相的性質(zhì)、形狀、大小、數(shù)量及分布對(duì)多相合金的塑性變形和分散相的性質(zhì)、形狀、大小、數(shù)量及分布對(duì)多相合金的塑性變形和力學(xué)性能有很大的影響。力學(xué)性能有很大的影響。1 1、第二相以網(wǎng)狀分布在晶界上、第二相以網(wǎng)狀分布在晶界上降低強(qiáng)度和韌性。降低強(qiáng)度和韌性。如過(guò)共析鋼平衡組織中的如過(guò)共析鋼平衡組織中的FeFe3 3C C。2 2、第二相以片狀分布在基體相中、第二相以片狀分布在基體相中提高強(qiáng)度和硬度，降低塑性和韌性。提高強(qiáng)度和硬度，降低塑性和韌性。如共析鋼平衡組織中的如共析鋼平衡組織中的FeFe3 3C C。3 3、第二

12、相以顆粒狀分布在基體相中、第二相以顆粒狀分布在基體相中顯著提高強(qiáng)度和硬度，略降低塑性和韌性。顯著提高強(qiáng)度和硬度，略降低塑性和韌性。如粒狀珠光體中的如粒狀珠光體中的FeFe3 3C C。 彌散強(qiáng)化：彌散強(qiáng)化：第二相以細(xì)小的顆粒形狀，均勻彌散地分布在基體相中，以第二相以細(xì)小的顆粒形狀，均勻彌散地分布在基體相中，以顯著提顯著提高合金強(qiáng)度和硬度的高合金強(qiáng)度和硬度的方法。又稱為分散強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化。方法。又稱為分散強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化。 黃銅中圍繞著黃銅中圍繞著Al2O3顆粒的位錯(cuò)環(huán)顆粒的位錯(cuò)環(huán) AlAl2 2O O3 3位錯(cuò)環(huán)位錯(cuò)環(huán)位錯(cuò)線位錯(cuò)線5.15.1金屬的塑性變形金屬的塑性變形位

13、錯(cuò)線切過(guò)留下的痕跡位錯(cuò)線切過(guò)留下的痕跡NiNi3 3AlAl粒子粒子在在NiCrAl合金中位錯(cuò)切過(guò)合金中位錯(cuò)切過(guò)Ni3Al粒子粒子一、塑性變形對(duì)金屬組織影響一、塑性變形對(duì)金屬組織影響 1 1、晶粒形狀發(fā)生變化、晶粒形狀發(fā)生變化等軸狀等軸狀晶粒伸長(zhǎng)晶粒伸長(zhǎng)纖維狀纖維狀 2 2、晶粒破碎成亞晶粒、晶粒破碎成亞晶粒 隨著變形量的增加，位錯(cuò)密度不斷升高，晶粒內(nèi)形成許多亞晶粒。隨著變形量的增加，位錯(cuò)密度不斷升高，晶粒內(nèi)形成許多亞晶粒。3 3、產(chǎn)生形變織構(gòu)、產(chǎn)生形變織構(gòu) 由于塑性變形使晶粒具有擇優(yōu)取向的組織，稱為形變織構(gòu)。由于塑性變形使晶粒具有擇優(yōu)取向的組織，稱為形變織構(gòu)。5.25.2塑性變形對(duì)金屬組織和

14、性能的影響塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響 晶粒拉長(zhǎng)晶粒拉長(zhǎng).swf 性能各向異性性能各向異性5.25.2塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響深沖件的制耳深沖件的制耳5.25.2塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響二、塑性變形對(duì)金屬性能的影響二、塑性變形對(duì)金屬性能的影響 1 1、產(chǎn)生加工硬化、產(chǎn)生加工硬化 加工硬化（形變強(qiáng)化）：加工硬化（形變強(qiáng)化）： 隨著變形量的增加，金屬?gòu)?qiáng)度和硬度升高，塑性和韌性下降的現(xiàn)象。隨著變形量的增加，金屬?gòu)?qiáng)度和硬度升高，塑性和韌性下降的現(xiàn)象。殘余內(nèi)應(yīng)力的危害：殘余內(nèi)應(yīng)力的危害：引起壓力加工、熱處理引起壓力加工、熱處理過(guò)程

15、中零件的變形和開(kāi)裂。過(guò)程中零件的變形和開(kāi)裂。降低金屬的強(qiáng)度（第一、降低金屬的強(qiáng)度（第一、二類內(nèi)應(yīng)力）。二類內(nèi)應(yīng)力）。降低金屬的耐腐蝕性。降低金屬的耐腐蝕性。殘余內(nèi)應(yīng)力的消除：殘余內(nèi)應(yīng)力的消除：去應(yīng)力退火或低溫回火。去應(yīng)力退火或低溫回火。5.25.2塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響塑性變形對(duì)金屬組織和性能的影響2 2、產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng)力、產(chǎn)生殘余內(nèi)應(yīng)力宏觀內(nèi)應(yīng)力（第一類內(nèi)應(yīng)力）：宏觀內(nèi)應(yīng)力（第一類內(nèi)應(yīng)力）：平衡于金平衡于金屬表層與心部之間的內(nèi)應(yīng)力。屬表層與心部之間的內(nèi)應(yīng)力。 產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：表層與心部變形不一致。表層與心部變形不一致。微觀內(nèi)應(yīng)力（第二類內(nèi)應(yīng)力）：微觀內(nèi)應(yīng)力（第二類內(nèi)應(yīng)力）：平衡于晶

16、平衡于晶粒之間或晶粒內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力。粒之間或晶粒內(nèi)部的內(nèi)應(yīng)力。 產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：晶粒之間的變形不均勻。晶粒之間的變形不均勻。點(diǎn)陣畸變（第三類內(nèi)應(yīng)力）：點(diǎn)陣畸變（第三類內(nèi)應(yīng)力）：存在于晶體存在于晶體缺陷中的內(nèi)應(yīng)力。缺陷中的內(nèi)應(yīng)力。( (占占90%90%以上以上) ) 產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：晶體缺陷增加引起畸變?cè)龃蟆＞w缺陷增加引起畸變?cè)龃蟆?.35.3回復(fù)與再結(jié)晶回復(fù)與再結(jié)晶冷變形金屬在不同加熱溫度時(shí)冷變形金屬在不同加熱溫度時(shí)組織和性能的變化組織和性能的變化三、變形金屬在加熱過(guò)程中組織和性能的變化：回三、變形金屬在加熱過(guò)程中組織和性能的變化：回復(fù)復(fù)+ +再結(jié)晶再結(jié)晶（一）回復(fù)（一）回復(fù) 冷變形金

17、屬在較低溫度加熱時(shí)，在光學(xué)顯微組織發(fā)生改變前所產(chǎn)生的冷變形金屬在較低溫度加熱時(shí)，在光學(xué)顯微組織發(fā)生改變前所產(chǎn)生的某些亞結(jié)構(gòu)和性能的變化過(guò)程稱為回復(fù)。某些亞結(jié)構(gòu)和性能的變化過(guò)程稱為回復(fù)。 1 1、組織、結(jié)構(gòu)方面、組織、結(jié)構(gòu)方面顯微組織沒(méi)有明顯變化。顯微組織沒(méi)有明顯變化。亞結(jié)構(gòu)發(fā)生一定的變化，表現(xiàn)為晶體缺陷數(shù)量有所減少。亞結(jié)構(gòu)發(fā)生一定的變化，表現(xiàn)為晶體缺陷數(shù)量有所減少?？瘴慌c間隙原子的合并、同一滑移面上的異號(hào)位錯(cuò)相互抵消?？瘴慌c間隙原子的合并、同一滑移面上的異號(hào)位錯(cuò)相互抵消。2 2、性能方面、性能方面力學(xué)性能沒(méi)有明顯變化。力學(xué)性能沒(méi)有明顯變化。強(qiáng)度和硬度略有下降，塑性和韌性略有升高。強(qiáng)度和硬度略有

18、下降，塑性和韌性略有升高。內(nèi)應(yīng)力和電阻率明顯降低。內(nèi)應(yīng)力和電阻率明顯降低。3 3、工業(yè)應(yīng)用、工業(yè)應(yīng)用去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火將已經(jīng)加工硬化的金屬在較低的溫度下加熱，使其內(nèi)應(yīng)力基本消除，將已經(jīng)加工硬化的金屬在較低的溫度下加熱，使其內(nèi)應(yīng)力基本消除，同時(shí)保持加工硬化的工藝方法。同時(shí)保持加工硬化的工藝方法。 舉例：舉例：冷卷彈簧制品，在成型后進(jìn)行一次冷卷彈簧制品，在成型后進(jìn)行一次250250300300 C C的低溫加熱，充的低溫加熱，充分消除殘余內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，改善性能。分消除殘余內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，改善性能。5.35.3回復(fù)與再結(jié)晶回復(fù)與再結(jié)晶（二）再結(jié)晶（二）再結(jié)晶 冷變形金屬在加熱到一定溫度后，在

19、已變形組織中重新產(chǎn)生無(wú)畸變的新冷變形金屬在加熱到一定溫度后，在已變形組織中重新產(chǎn)生無(wú)畸變的新晶粒，性能發(fā)生明顯的變化，并恢復(fù)到完全軟化狀態(tài)的過(guò)程稱為再結(jié)晶。晶粒，性能發(fā)生明顯的變化，并恢復(fù)到完全軟化狀態(tài)的過(guò)程稱為再結(jié)晶。1 1、組織、結(jié)構(gòu)方面、組織、結(jié)構(gòu)方面變形的晶粒完全恢復(fù)為等軸狀晶粒。變形的晶粒完全恢復(fù)為等軸狀晶粒。晶體缺陷數(shù)量明顯減少。晶體缺陷數(shù)量明顯減少。2 2、性能方面、性能方面強(qiáng)度和硬度顯著下降，塑性和韌性顯著升高。強(qiáng)度和硬度顯著下降，塑性和韌性顯著升高。冷變形時(shí)的加工硬化現(xiàn)象完全消失。冷變形時(shí)的加工硬化現(xiàn)象完全消失。內(nèi)應(yīng)力也基本被消除。內(nèi)應(yīng)力也基本被消除。 3 3、工業(yè)應(yīng)用、工業(yè)

20、應(yīng)用再結(jié)晶退火再結(jié)晶退火將已經(jīng)加工硬化的金屬加熱到再結(jié)晶溫度以上，使其發(fā)生再結(jié)晶，以消將已經(jīng)加工硬化的金屬加熱到再結(jié)晶溫度以上，使其發(fā)生再結(jié)晶，以消除加工理化的工藝方法。除加工理化的工藝方法。 舉例：舉例：冷拉鋼絲時(shí)，每拉拔一次，中間均進(jìn)行再結(jié)晶退火，消除加工硬冷拉鋼絲時(shí)，每拉拔一次，中間均進(jìn)行再結(jié)晶退火，消除加工硬化，以便于下一次拉拔?；?，以便于下一次拉拔。5.35.3回復(fù)與再結(jié)晶回復(fù)與再結(jié)晶4 4、再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力、再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力來(lái)自冷變形所產(chǎn)生的儲(chǔ)存能。再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力來(lái)自冷變形所產(chǎn)生的儲(chǔ)存能。再結(jié)晶過(guò)程也是一個(gè)形核和長(zhǎng)大的過(guò)程。在溫度作用下，再結(jié)晶的核再結(jié)晶過(guò)程也是一個(gè)形核和

21、長(zhǎng)大的過(guò)程。在溫度作用下，再結(jié)晶的核心（晶核）在變形造成的最大畸變處形成，隨后進(jìn)一步長(zhǎng)大，最終全面替心（晶核）在變形造成的最大畸變處形成，隨后進(jìn)一步長(zhǎng)大，最終全面替換畸變的晶粒，金屬組織重新恢復(fù)成無(wú)畸變的等軸晶。換畸變的晶粒，金屬組織重新恢復(fù)成無(wú)畸變的等軸晶。5 5、再結(jié)晶溫度、再結(jié)晶溫度冷變形金屬發(fā)生再結(jié)晶的最低溫度。冷變形金屬發(fā)生再結(jié)晶的最低溫度。再結(jié)晶不是一個(gè)恒溫過(guò)程，沒(méi)有恒定的轉(zhuǎn)變溫度。因此，再結(jié)晶溫度再結(jié)晶不是一個(gè)恒溫過(guò)程，沒(méi)有恒定的轉(zhuǎn)變溫度。因此，再結(jié)晶溫度的意義是開(kāi)始發(fā)生再結(jié)晶的溫度，即在畸變的晶粒中產(chǎn)生無(wú)畸變等軸晶粒的意義是開(kāi)始發(fā)生再結(jié)晶的溫度，即在畸變的晶粒中產(chǎn)生無(wú)畸變等軸晶

22、粒的最低溫度。的最低溫度。6 6、再結(jié)晶與重結(jié)晶（相變）的區(qū)別、再結(jié)晶與重結(jié)晶（相變）的區(qū)別本質(zhì)區(qū)別在于是否發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的變化。本質(zhì)區(qū)別在于是否發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分的變化。再結(jié)晶過(guò)程沒(méi)有，重結(jié)晶（相變）過(guò)程有。再結(jié)晶過(guò)程沒(méi)有，重結(jié)晶（相變）過(guò)程有。5.35.3回復(fù)與再結(jié)晶回復(fù)與再結(jié)晶 純金屬的再結(jié)晶溫度：純金屬的再結(jié)晶溫度：T T再再0.40.4T Tm m， 單位為單位為K K（三）晶粒長(zhǎng)大（三）晶粒長(zhǎng)大 冷變形金屬在再結(jié)晶結(jié)束后，繼續(xù)升高溫度或保溫，晶粒就會(huì)不斷長(zhǎng)大，冷變形金屬在再結(jié)晶結(jié)束后，繼續(xù)升高溫度或保溫，晶粒就會(huì)不斷長(zhǎng)大，這一過(guò)程即稱為晶粒長(zhǎng)大。這一過(guò)程即稱為晶粒長(zhǎng)大。

23、晶粒長(zhǎng)大的類型晶粒長(zhǎng)大的類型正常長(zhǎng)大正常長(zhǎng)大隨溫度升高或保溫時(shí)間延長(zhǎng)，晶粒均勻連續(xù)地長(zhǎng)大。隨溫度升高或保溫時(shí)間延長(zhǎng)，晶粒均勻連續(xù)地長(zhǎng)大。反常長(zhǎng)大（二次反常長(zhǎng)大（二次再結(jié)晶）再結(jié)晶）晶粒不均勻不連續(xù)地迅速長(zhǎng)大。晶粒不均勻不連續(xù)地迅速長(zhǎng)大。四、影響再結(jié)晶后晶粒度的因素四、影響再結(jié)晶后晶粒度的因素1 1、加熱溫度和保溫時(shí)間、加熱溫度和保溫時(shí)間加熱溫度越高、保溫時(shí)間越長(zhǎng)，晶粒越粗大。加熱溫度越高、保溫時(shí)間越長(zhǎng)，晶粒越粗大。其中溫度的影響尤其顯著。其中溫度的影響尤其顯著。2 2、變形程度、變形程度變形量較小變形量較小不發(fā)生再結(jié)晶，晶粒保持原狀、大小。不發(fā)生再結(jié)晶，晶粒保持原狀、大小。變形量達(dá)到變形量達(dá)到

24、2 210%10%再結(jié)晶后的晶粒異常粗大。再結(jié)晶后的晶粒異常粗大。2 210%10%的變形量稱為臨界變形度。的變形量稱為臨界變形度。變形量超過(guò)臨界變形度變形量超過(guò)臨界變形度隨變形程度的增加，晶粒細(xì)小而均勻。隨變形程度的增加，晶粒細(xì)小而均勻。5.35.3回復(fù)與再結(jié)晶回復(fù)與再結(jié)晶5.35.3回復(fù)與再結(jié)晶回復(fù)與再結(jié)晶加熱溫度對(duì)晶粒度的影響加熱溫度對(duì)晶粒度的影響5.35.3回復(fù)與再結(jié)晶回復(fù)與再結(jié)晶預(yù)先變形程度對(duì)晶粒度的影響預(yù)先變形程度對(duì)晶粒度的影響一、熱加工與冷加工一、熱加工與冷加工熱加工：熱加工：指在再結(jié)晶溫度以上的加工過(guò)程。指在再結(jié)晶溫度以上的加工過(guò)程。 冷加工：冷加工：指在再結(jié)晶溫度以下的加工過(guò)

25、程。指在再結(jié)晶溫度以下的加工過(guò)程。二、動(dòng)態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶二、動(dòng)態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶金屬在熱加工時(shí)，溫度在金屬在熱加工時(shí)，溫度在T再再之上，因此金屬內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行著加工硬化之上，因此金屬內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行著加工硬化與回復(fù)再結(jié)晶軟化兩個(gè)相反的過(guò)程，即回復(fù)和再結(jié)晶是邊加工邊發(fā)生的，與回復(fù)再結(jié)晶軟化兩個(gè)相反的過(guò)程，即回復(fù)和再結(jié)晶是邊加工邊發(fā)生的，此即動(dòng)態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。此即動(dòng)態(tài)回復(fù)和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶。三、熱加工對(duì)金屬組織和性能的影響三、熱加工對(duì)金屬組織和性能的影響1 1、改善鑄錠組織、改善鑄錠組織l 使氣孔和裂紋焊合，增大材料的致密性。使氣孔和裂紋焊合，增大材料的致密性。l 改善夾雜物與脆性相的形態(tài)、大小和分布。改善夾雜物與脆性相的形態(tài)、大小和分布。l 部分消除枝晶偏析。部分消除枝晶偏析。l 破碎粗大晶粒而使晶粒細(xì)化。破碎粗大晶粒而使晶粒細(xì)化。5.45.4金屬的熱加工金屬的熱加工思考：思考：純鉛：純鉛：Tm=327 純鎢：純鎢：Tm=3407 2 2、產(chǎn)生熱加工流線、產(chǎn)生熱加工流線組織中的夾雜物及偏析沿變形方向伸長(zhǎng)，在宏觀上變成一條條細(xì)線，組織中的夾雜物及偏析沿變形方向伸長(zhǎng)，在宏觀上變成一條條細(xì)線，即流線。即流線。由一條條流線溝劃出來(lái)的組織稱為纖維組織。由一條條流線溝劃出來(lái)的組織稱為纖維組織。出現(xiàn)纖維組織，會(huì)使金屬產(chǎn)生各向異性。順纖維方向具有較高的力學(xué)出現(xiàn)纖維組織，會(huì)使金屬產(chǎn)生各向異性。順